全球芯片业正遭遇多重危机,美国暴风雪导致三星、恩智浦等芯片厂停电停工,日本地震也使瑞萨电子暂停生产,进一步加剧了芯片短缺状况。
美国暴风雪导致芯片厂停电停工事件概述:美国德克萨斯州遭遇罕见寒冷天气,气温最低至 -22?C 至 -2?C,暖气用电需求激增,电网负担吃重而系统失灵,导致大面积停电。奥斯汀几家主要芯片制造商的工厂因停电被迫关闭,包括三星、恩智浦(NXP)和英飞凌。影响分析:三星:当地时间周二关闭了奥斯汀的工厂,该工厂建于1996年,主要生产DRAM存储芯片和NAND Flash芯片,2007年追加第二座(2017年扩产)工厂,从事晶圆代工业务,逻辑芯片主要工艺技术为14nm、28nm、32nm等,约占三星逻辑芯片总产能的28%。
恩智浦:周三关闭了奥斯汀的两家工厂,作为汽车芯片制造商,其停电可能产生更大影响,加剧本就严重的芯片短缺。
英飞凌:也关闭了奥斯汀的工厂。
持续影响:美国的暴风雪及严寒天气仍将持续数日,根据美国国家气象局发布的“冬季风暴预警”,当地时间2月17日后还将迎来一次冬季风暴,寒冷天气和道路结冰状况预计将持续数日,受影响人口约1.15亿。这意味着三星、恩智浦、英飞凌等芯片制造商在当地的芯片制造短时间内恐难以恢复。日本地震波及本土芯片制造事件概述:2月13日23时,日本福岛东部海域发生7.3级强震,震源深度55公里,后续接连发生5级以上地震。全球车载芯片市场份额排名第三的日本瑞萨电子在与福岛县相邻的茨城县境内有一家主力工厂,受地震影响一度停电。影响分析:虽然目前供电已经恢复,厂区建筑也没有受损,但为了确认无尘车间内的生产设备和芯片产品是否完好无损,瑞萨电子暂停了这家工厂的生产线,使原本面临芯片危机的日本车企雪上加霜。芯片生产缺电的影响停电对半导体生产影响巨大:历史案例:三星电子在韩国平泽市的晶圆厂2018年遭逢30分钟停电,导致全球NAND Flash供给损失3%;2017年台湾省“815全台大停电”,当地政府将残存电力供给半导体工厂,使台积电未受影响。
芯片生产耗电量大:芯片制造需要经过3000多道工序,用到大量半导体设备,并维持恒温、高压等复杂环境,这一切都需要电,制程越先进,用电量越高。
光刻机耗电量尤为巨大:EUV光刻机重量达180吨,体积庞大,需要0.125万千瓦的电力来维持250瓦的功率。台积电目前拥有30台EUV光刻机,30台EUV光刻机一天耗电就是90万千瓦。
水冷系统与超净环境:为了防止温度过高,需要设置庞大的水冷系统;制造芯片需要常年保持22度的恒温,还要保持超净的环境,晶圆制造比手术室干净十万倍,这就需要将水与空气进行多级的过滤,大量电能被消耗。
全球缺芯背景下的市场格局汽车芯片短缺影响:由于芯片短缺,今年全球汽车行业销售额损失或将达到610亿美元,今年一季度100万辆汽车的生产也将面临推迟。电子产品芯片短缺:不仅是汽车,从手机到游戏机等一系列芯片密集型产品都可能出现芯片短缺或价格上涨。苹果等电子产品制造商表示,他们的增长受到零部件缺乏的限制,需求反弹速度比此前预期的要快。芯片巨头投资动态:台积电和三星:台积电将其2021年的预期资本支出从一年前创纪录的170亿美元提高到了280亿美元;三星投资了一个长达10年的项目,拨款约1160亿美元,以追赶台积电。三星有意斥资170亿美元在奥斯汀投资高端工艺的晶圆厂。
英特尔:英特尔是芯片行业最后一家美国冠军企业,其收入仍然高于其它任何芯片制造商,但其市场高度集中在计算机处理器领域,生产延误使其容易受到竞争对手的影响,而他的竞争对手普遍采用了台积电供货。
中国芯片业发展:政策支持:中国政府已将芯片制造列为国家经济蓝图中最重要的优先事项之一,并承诺投资逾1400亿美元,在国内建设世界级的半导体行业。
发展现状:但这还有很长的路要走。例如,在汽车行业,中国近年来出现了大量的芯片设计公司,但是他们仍然不能生产当今汽车所需的先进芯片。
